三葉羅茨風(fēng)機與兩葉羅茨風(fēng)機性能對比

山東錦工有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)羅茨風(fēng)機、螺桿式風(fēng)機、回轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)機等機械設(shè)備公司，位于有“鐵匠之鄉(xiāng)”之稱的山東省章丘市相公鎮(zhèn)，近年來，錦工致力于新產(chǎn)品的研發(fā)，新產(chǎn)品雙油箱羅茨鼓風(fēng)機、水冷羅茨鼓風(fēng)機、油驅(qū)羅茨鼓風(fēng)機、低噪音羅茨鼓風(fēng)機，贏得了市場好評和認可。產(chǎn)品和服務(wù)遠銷全國各地及東南亞，深受客戶好評。

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很多客戶不太了解三葉羅茨風(fēng)機與兩葉羅茨風(fēng)機有什么區(qū)別，更不清楚二者在使用上誰的性能更勝一籌，今天錦工羅茨風(fēng)機就仔細給大家比較一下三葉羅茨風(fēng)機與二葉羅茨風(fēng)機。

羅茨鼓風(fēng)機是一種雙轉(zhuǎn)子壓縮機械，兩個轉(zhuǎn)子的軸線相互平行。轉(zhuǎn)子由葉輪和軸組成，有的小型鼓風(fēng)機為了提高轉(zhuǎn)子的剛度把轉(zhuǎn)子和軸做成一體。為避免旋轉(zhuǎn)過程中相互接觸，葉輪之間、葉輪和機殼及墻板之間具有微小的間隙。羅茨鼓風(fēng)機的兩個轉(zhuǎn)子做方向相反的等速旋轉(zhuǎn)，而且在旋轉(zhuǎn)的過程中葉輪和機殼與墻板圍成的封閉的基元容積的體積保持固定。氣體的壓縮是在基元容積與排氣口相通的一瞬間，由高壓氣體向基元容積的回流而實現(xiàn)的?。羅茨風(fēng)機工作原理在前面的文章中詳細介紹過了：http://tuepaarup.com/archives/3671

羅茨鼓風(fēng)機與其它旋轉(zhuǎn)類型的鼓風(fēng)機相比具有結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、操作方便、維修周期長而且在使用的壓強范圍內(nèi)排氣量幾乎不變等優(yōu)點。?其缺點是：

1）由于間隙的存在，造成氣體的泄漏，且泄漏流量隨著壓強比的增大而增加，限制了鼓風(fēng)機向高壓方向的發(fā)展；

2）由于進氣和排氣的脈動和回流沖擊的影響，氣體動力性噪聲較大；

3）直葉羅茨鼓風(fēng)機由于沒有內(nèi)壓縮過程，絕熱效率較低。

正是由于羅茨鼓風(fēng)機的泄漏和噪聲問題限制了它的進一步的廣泛的應(yīng)用。而三葉羅茨風(fēng)機相對于二葉的鼓風(fēng)機在這兩方面具有一定的優(yōu)勢。

1?性能分析比較

1.1?基元容積和排量的比較

現(xiàn)在有不少人認為，三葉轉(zhuǎn)子鼓風(fēng)機由于比二葉轉(zhuǎn)子羅茨鼓風(fēng)機多了一個葉而簡單的認為在中心距外圓半徑相同的條件下，二葉轉(zhuǎn)子的鼓風(fēng)機比三葉的排氣量大，這是一種錯誤的觀點。

對于漸開線型的葉輪，由于面積利用系數(shù)和葉輪的頭數(shù)沒有關(guān)系，也就是在選用漸開線葉輪的時候，二葉和三葉羅茨風(fēng)機在主要參數(shù)相同的時候其排量是相同的。

通過上面的論述，在葉型選取適當(dāng)?shù)臅r候，三葉的比二葉的理論輸氣量更大。所以說文獻?[3-4]?講的三葉是以犧牲了基元單元的容積來降低了它的噪聲，這句話是不恰當(dāng)?shù)模~的在降低噪聲的同時并沒有降低了它的排量，這正是三葉轉(zhuǎn)子其中之一的優(yōu)勢。

1.2?噪聲及振動大小的比較

羅茨鼓風(fēng)機在工作過程中，氣體逆流壓縮產(chǎn)生強烈的空氣沖擊動力噪聲，為了減少這種噪聲，在不改變整個有效容積的情況下，減少單個有效容積?V?的體積，從而減少霍而姆共振效應(yīng)，達到減小噪聲的目的。將二葉型變?yōu)槿~型，從而將有效容積從兩等分變?yōu)槿确?，減少了輸出氣流壓力的脈動，而且排氣腔部分體積通過葉輪間隙回流到進氣腔的氣體流量減少，氣體的擾動減小，氣體的脈動壓力減小，從而使鼓風(fēng)機的振動減少。壓力脈動是羅茨鼓風(fēng)機的主要噪聲源，三葉式鼓風(fēng)機能有效地降低噪聲達?5dB?。

為了進一步減少羅茨鼓風(fēng)機的噪聲，對于三葉的葉型可以采用扭葉型。這種結(jié)構(gòu)不僅可以進一步擴大鼓風(fēng)機的基元容積，而且可以進一步減小羅茨鼓風(fēng)機的噪聲。當(dāng)羅茨鼓風(fēng)機的葉輪扭轉(zhuǎn)角為?60?°時，其理論流量為定值，不勻度為零?；另一方面扭葉結(jié)構(gòu)還可以延緩回流過程，降低排氣脈動。由于受到內(nèi)泄漏的影響，其進氣流量總有一些脈動，但要比三葉直葉的要小。扭葉型的羅茨鼓風(fēng)機的排氣脈動要比直葉型的小一些，三葉羅茨風(fēng)機的排氣脈動也比二葉的要小，但差別不是太明顯。二葉的轉(zhuǎn)子不可能利用扭葉這種形式，因為如果二葉的采用扭葉的話，其扭轉(zhuǎn)角要取?270?°，在保證葉輪正常嚙合的情況下，這種結(jié)構(gòu)是不可能實現(xiàn)的。而三葉的扭葉轉(zhuǎn)子，只需其包容角不小于?180?°，即可以滿足要求?。

1.3?內(nèi)泄漏的比較

在間隙大小及工作條件相同的情況下，三葉羅茨風(fēng)機的內(nèi)泄漏流量往往比二葉的小一點?；莘e?V?處于泄漏間隙與進氣口之間，對內(nèi)泄漏流動具有一定的阻隔作用。對二葉鼓風(fēng)機而言，容積?V?只在微小的角度范圍內(nèi)保持封閉狀態(tài)，阻隔作用不大。三葉鼓風(fēng)機的基本容積至少有?60?°的封閉旋轉(zhuǎn)過程，阻隔效果顯著一些，可以提高鼓風(fēng)機的容積效率。采用三葉轉(zhuǎn)子及逆流冷卻的鼓風(fēng)機，封閉容積內(nèi)的氣體處于吸排氣的中間壓力，這樣通過葉輪頂端及端面的泄漏就不是從排氣壓力直接到吸氣壓力。對三葉扭葉轉(zhuǎn)子，當(dāng)排氣口呈對角線布置時，結(jié)合扭葉轉(zhuǎn)子逐漸嚙合的特點，使扭葉轉(zhuǎn)子工作時并不象直葉那樣能使基元容積完全與排氣口相通，在與排氣口連通前使基元容積中的氣體能在機殼內(nèi)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生一定的內(nèi)壓縮，這樣就比二葉轉(zhuǎn)子在同樣條件下的直接泄漏量還要小，容積比能也相應(yīng)降低?。

1.4?轉(zhuǎn)子力學(xué)性能比較

由于三葉葉輪和二葉的在葉型結(jié)構(gòu)上存在的的差異，在一般情況下，三葉轉(zhuǎn)子的力學(xué)性能要好于二葉的。在葉輪大小和氣體壓差相同的情況下，三葉轉(zhuǎn)子承受的最大的合力要比二葉轉(zhuǎn)子的小，大概是二葉轉(zhuǎn)子的?80%?。三葉轉(zhuǎn)子本身結(jié)構(gòu)的剛性就比二葉的好，而且在中心距、葉輪半徑和葉輪長度相同，所用材料也相同的情況下，三葉的質(zhì)量要比二葉的稍微輕點。所以三葉轉(zhuǎn)子在保證葉輪和外殼的間隙及葉輪間的間隙方面，更具有優(yōu)勢。

1.5?三葉羅茨風(fēng)機在汽車上的應(yīng)用

現(xiàn)在羅茨鼓風(fēng)機在汽車上的應(yīng)用也越來越廣泛。圖?5?是機械增壓器的部分剖視圖，可以看出它就是一個小型的羅茨鼓風(fēng)機。在汽車上所應(yīng)用的羅茨增壓器要求的增壓不是很大，但轉(zhuǎn)速提高了很多，最高可以達到?20000r/min?，而且要求質(zhì)量輕，體積小，最重要的就是噪聲不能太大。三葉扭葉轉(zhuǎn)子羅茨鼓風(fēng)機和二葉的相比?由于其噪聲較低，轉(zhuǎn)動也相對的平穩(wěn)，在機械增壓器上獲得了廣泛的應(yīng)用。

2　結(jié)論

（1）在中心距和外圓半徑相同的情況下，圓弧葉型的三葉羅茨風(fēng)機比兩葉的排量要大。漸開線葉型羅茨鼓風(fēng)機的排量和轉(zhuǎn)子的頭數(shù)沒有關(guān)系。

（2）三葉羅茨風(fēng)機的振動和噪聲比二葉的小，在三葉轉(zhuǎn)子上使用的軸承的壽命比在二葉上使用的長?15%?左右。而且三葉轉(zhuǎn)子可以采用扭葉轉(zhuǎn)子來降低其噪聲和振動，二葉轉(zhuǎn)子由于結(jié)構(gòu)上的限制不能采用扭葉結(jié)構(gòu)。

（3）三葉轉(zhuǎn)子的力學(xué)性能較好，相比于二葉的可更好地保證葉輪之間及其葉輪和機殼的間隙。

（4）三葉羅茨風(fēng)機特別是扭葉型的由于噪聲和動平衡性能較好，在汽車機械增壓上的應(yīng)用越來越多。

隨著機械加工技術(shù)的發(fā)展，批量的生產(chǎn)三葉直葉轉(zhuǎn)子已經(jīng)不是難題。扭葉型的轉(zhuǎn)子在數(shù)控機床上加工的效率也越來越高。由于三葉羅茨風(fēng)機相對于二葉的優(yōu)勢較明顯，其應(yīng)用會更加的廣泛。

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